Стеклянные пластины стали важнейшим материалом подложки и поддержки в современном производстве полупроводников, особенно по мере перехода устройств к более высокой точности, усовершенствованной компоновке и миниатюрным архитектурам. Их стабильность, прозрачность и совместимость с микросхемами (МЭМ), оптическими компонентами и гетерогенной интеграцией делают их всё более ценными в производственных линиях. В этой статье объясняется, как стеклянные пластины используются в производстве полупроводников, их роль в ключевых процессах и почему отрасли, работающие с МЭМ, датчиками, радиочастотными компонентами и 3D-компоновками, полагаются на них. В то же время производители, которым требуются подложки стабильного качества и точности, могут изучить решения, предлагаемые плутоний, поставщик, специализирующийся на стеклянных пластинах полупроводникового качества и индивидуальной обработке.

роль стеклянных пластин в качестве подложек-носителей

Одним из наиболее распространенных применений стеклянных пластин является их использование в качестве временных подложек-носителей при обработке тонких пластин. Поскольку полупроводниковые кристаллы становятся тоньше для усовершенствованной компоновки, им требуется жесткий и термостойкий материал-подложка на протяжении всего процесса шлифования, утонения и травления. Стеклянные пластины служат механической основой, которая поддерживает плоскостность и предотвращает появление микротрещин или коробление при уменьшении толщины кремния до чрезвычайно малых размеров.

Стеклянные пластины-носители должны сохранять размерную точность при циклическом изменении температуры, химическом воздействии и механической нагрузке. Их временно прикрепляют к активной пластине, обрабатывают вместе как единое целое, а затем отсоединяют. Благодаря низкому тепловому расширению стеклянные пластины-носители уменьшают несоответствие напряжений и повышают общий выход годных.

стеклянные пластины в производстве МЭМ и датчиков

В МЭМ-устройствах и микродатчиках часто используются стеклянные пластины, поскольку они обеспечивают герметичность, оптическую прозрачность и прочную анодную связь. Анодная связь между кремнием и стеклом создает постоянный, надежный интерфейс, идеально подходящий для датчиков давления, акселерометров, микрофлюидных чипов и резонаторов.

Стекло выполняет в этих устройствах несколько функций:

• он может закрывать полости и каналы, не влияя на оптические или электрические характеристики.

• он обеспечивает электрическую изоляцию электродов или соединительных слоев.

• защищает деликатные микроструктуры от загрязнений и механических повреждений.

Для упаковки МЭМС требуются материалы, устойчивые к деформации при высокотемпературных циклах, а стеклянные пластины обеспечивают необходимую размерную стабильность.

применения в оптических и фотонных полупроводниковых приборах

Стеклянные пластины играют важную роль в производстве оптических полупроводников, где важны точное пропускание света, низкое двулучепреломление и высокое качество поверхности. Они используются в:

• волноводы

• микролинзы

• оптические фильтры

• фотонные интегральные схемы

Их прозрачность поддерживает как функционирование устройства, так и процессы выравнивания, обеспечивая точный оптический контроль и системную интеграцию. В литографии стеклянные пластины также могут использоваться в качестве носителей фотошаблонов или оптических окон, сохраняющих прозрачность в течение повторяющихся циклов экспонирования.

стеклянные пластины для TSV, RDL и усовершенствованной упаковки

Современные технологии корпусирования, такие как сквозные кремниевые переходы и перераспределительные слои, требуют использования жестких подложек. Стеклянные пластины обеспечивают плоскую, стабильную поверхность, что позволяет:

• мелкозернистая литография

• высокоточное выравнивание

• равномерная металлизация

Поскольку их коэффициент теплового расширения ближе к кремнию, чем у многих металлов или полимеров, они помогают снизить напряжение и коробление во время высокотемпературного отверждения и осаждения. Их гладкие поверхности способствуют надежной адгезии и равномерности покрытия, улучшая электрические характеристики в высокоплотных корпусах.

склеивание и инкапсуляция стеклянных пластин

Склеивание является критически важным этапом во многих полупроводниковых приборах, требующих многослойных структур. Стеклянные пластины используются в:

• постоянное соединение

• укупорка и герметизация

• микрокапсуляция

• гибридная сборка

их можно прикреплять к кремниевым, стеклянным или керамическим слоям с помощью анодного, сплавного или клеевого соединения. Склеивание стекла со стеклом позволяет создавать полностью прозрачную упаковку для оптических модулей, камер и микросветодиодных структур. Химическая инертность материала также предотвращает загрязнение и обеспечивает долговременную надежность устройства.

поддержка микрофлюидных и биополупроводниковых устройств

Микрофлюидные чипы и биополупроводниковые устройства зависят от материалов, которые сочетают в себе оптическую прозрачность, химическую стойкость и возможность точного структурирования. Стеклянные пластины отвечают этим требованиям и часто используются для формирования:

• микроканалы

• реакционные камеры

• аналитические окна

Их гладкая поверхность позволяет осуществлять точное травление для создания микрофлюидных дорожек с высоким разрешением, а совместимость с биологическими реагентами делает их пригодными для использования в лабораторных системах на чипе и диагностических системах.

преимущества, которые делают стеклянные пластины пригодными для изготовления

Стеклянные пластины обеспечивают ряд материальных преимуществ, от которых зависят линии полупроводниковой промышленности. В таблице ниже обобщены их основные преимущества.

Эти свойства делают стеклянные пластины надежной основой для современного производства полупроводников и микроприборов.

заключение

Стеклянные пластины стали незаменимыми в производстве полупроводников: от микросхем и оптических компонентов до современной упаковки и микрофлюидики. Их механическая стабильность, оптическая прозрачность и совместимость с высокоточной обработкой позволяют им функционировать как в качестве постоянных компонентов устройств, так и в качестве временных подложек-носителей. По мере роста спроса на более тонкие кристаллы, более плотную упаковку и сложные многослойные структуры роль стеклянных пластин продолжает расширяться.

для компаний, которым требуются надежные стеклянные пластины полупроводникового качества, индивидуальное утонение или прецизионная обработка, плутоний предлагает решения, отвечающие потребностям современного производства.